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交流发电机的工作原理

  交流发电机利用电磁感应原理,将发动机带动发电机轴转动的机械能转变为电能输出。根据法拉第电磁感应定律,当穿过一个闭合回路所包围的面积的磁通量(磁力线数)发生变化时(导体和磁场之间存在相对运动),回路中就有感应电动势产生,如果回路为闭合导体回路,则有感应电流产生 。

  交流发电机就是根据上述原理设计制成,只是发电机的磁场是电磁场。给两个炭刷上通人固定方向的电流(如炭刷a流人、炭刷b流出),则线圈附近就会产生磁场,磁场的方向用右手定则来判定。为增加磁场的强度,在线圈中间插一软铁,通电流后形成磁铁。磁铁周围磁力线的方向从N极出来,由S极回到磁铁形成环路。软铁上固接一根轴,当发动机带动此轴旋转,便形成旋转磁场,使导线和磁场之间产生了相对运动。

  交流发电机定子的三相绕组按一定的规律嵌套在发电机的定子槽内,彼此互差120电角度。当转子磁场绕组接通直流电源时,转子的爪极被磁化为N极和S极。其磁力线由N极出发,穿过转子与定子之间很小的气隙进入定子铁心,最后又通过气隙回到S极。

  同步发电机是根据电磁感应原理工作的,它通过转子磁场和定子绕组的相对运动,将机械能转变为电能。

  当转子在外力带动下,转子磁场和定子导体作相对运动,即导体切割磁力线,因此在导体中产生感应电动势,其方向可根据右手定则判定。由于转子磁极的位置使导体以垂直方向切割磁力线,所以此时定子绕组中的感应电动势最大。

  当磁极转过90度后。磁极成水平位置,导体不切割磁力线,其感应电动势为零。转子再转90度,定时定子绕组又以垂直方向切割磁力线,使感应电动势达到最大值,但方向与前相反。

  当转子再转90度,感应电动势又变为零。这样转子转动一周,定子绕组的感应电动势也发生正、负变化。如果转子连续匀速旋转,在定子绕组中就感应出一个周期性不断变化的交变电动势。